一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置

本发明涉及潮流能发电，特别是涉及一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置。

背景技术：

1、潮流能属于新型可再生能源，具有周期性强、能量密度高等特点，因此其相比于太阳能、风能具有可预测性和强稳定性等优势。但现有潮流能发电装备研究应用少，市场空白巨大，因此开发可靠稳定的潮流能发电装置成为研究热点。

2、现有潮流能发电技术研究领域已提出了较多型式的潮流能发电装置，例如，公告号cn 105065189 b的中国实用新型专利，公开了“一种自对流式水平轴潮流能发电装置”，此装置的发电机组在潮流的冲击作用下，叶轮、发电机、压盖、充油装置、箱体和箱盖等主要部件绕支架轴线360°旋转，保证叶轮迎流面始终迎着潮流方向。但该装置尚未考虑工作环境中的尾流作用对发电效率与装置稳定性的影响。在流体动力学中，尾流指物体在流体中运动时，在物体后面产生的流动区域。在尾流区域中的流体流动会受到物体运动的影响，产生涡旋和扰动，导致流体的速度和方向发生变化，进而产生不稳定的流动模式。这种不稳定性会导致物体的运动轨迹偏离预期，影响物体的稳定性和控制精度。此外，尾流区域中的流体流动会产生噪声和振动，会导致物体的疲劳损伤或结构破坏。

3、基于以上理论，在尾流等因素的相互影响下，水流会在潮流能发电装置的尾部集中，产生较强烈的涡动和扰动，这一现象不仅导致水流的能量损失增加，还会增加对潮流能发电装置的冲击负荷，降低潮流能发电装置的运行稳定性，加速水轮机的磨损，导致发电效率降低，进而减少单机或整体机组的发电效率。

4、为此，提出一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，包括两个并排设置的扭转尾翼，两个所述扭转尾翼固定连接在水平轴潮流能发电机组的仓体上；

3、两个所述扭转尾翼的扭转方向相反，所述扭转尾翼呈螺旋状扭曲。

4、根据本发明提供的一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，两个所述扭转尾翼焊接在所述水平轴潮流能发电机组的仓体上。

5、根据本发明提供的一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，所述扭转尾翼采用高强度材料或轻量化材料制成。

6、根据本发明提供的一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，所述高强度材料包括钛合金、高强度铝合金。

7、根据本发明提供的一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，所述轻量化材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料。

8、本发明公开了以下技术效果：

9、本发明的两个扭转尾翼的扭转方向相反，且扭转尾翼呈螺旋状扭曲，尾翼通过与流体的相互作用，将尾流从一侧导向另一侧，实现尾流的分散，在尾流的引导过程中，由于流体的粘性和阻力，尾流中的能量会逐渐消耗，这种能量消耗有助于降低尾流的能量损失，提高装置的运行效率，通过两组方向相对的扭转尾翼的设计，能够实现尾流的相互对冲，当两组尾翼的扭转方向相反时，它们产生的涡旋方向也会相反，这种相互对冲的作用有助于进一步消耗尾流的能量，实现快速消散，降低其能量损失，并实现对冲消散的作用，减少尾流效应对水平轴潮流能发电机的影响；

10、本发明针对潮流的流动机理，将扭转尾翼设计为螺旋状扭曲，通过螺旋状扭曲的扭转尾翼使得尾部的气流可以更顺畅地通过，减小阻力，从而提高后方机组的发电效率；

11、本发明的扭转尾翼可以改变水轮机的液动特性，提高稳定性和控制性能，提高水平轴潮流能发电装置的运行效率、稳定性和寿命，为水平轴潮流能发电机的应用提供了更好的解决方案；

12、本发明的扭转尾翼通过减小尾流效应的影响，通过优化扭转尾翼的形状和结构，能够提高尾流的均匀分布和扩散，进一步降低对装置的冲击和负荷，可有效减少尾流效应对水轮机的结构和材料的疲劳损伤，延长设备的寿命。

技术特征：

1.一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，其特征在于：包括两个并排设置的扭转尾翼(1)，两个所述扭转尾翼(1)固定连接在水平轴潮流能发电机组的仓体上；

2.根据权利要求1所述的水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，其特征在于：两个所述扭转尾翼(1)焊接在所述水平轴潮流能发电机组的仓体上。

3.根据权利要求1所述的水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，其特征在于：所述扭转尾翼(1)采用高强度材料或轻量化材料制成。

4.根据权利要求3所述的水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，其特征在于：所述高强度材料包括钛合金、高强度铝合金。

5.根据权利要求3所述的水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，其特征在于：所述轻量化材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料。

技术总结本发明公开一种水平轴潮流能发电机整流尾翼装置，包括两个并排设置的扭转尾翼，两个所述扭转尾翼固定连接在水平轴潮流能发电机组的仓体上；两个所述扭转尾翼的扭转方向相反，所述扭转尾翼呈螺旋状扭曲。本发明可通过两组方向相对的扭转尾翼的设计，能够实现尾流的相互对冲，当两组尾翼的扭转方向相反时，它们产生的涡旋方向也会相反，这种相互对冲的作用有助于进一步消耗尾流的能量，实现快速消散，降低其能量损失，并实现对冲消散的作用，减少尾流效应对水平轴潮流能发电机的影响，可提高稳定性和控制性能，提高水平轴潮流能发电装置的运行效率、稳定性和寿命，为水平轴潮流能发电机的应用提供了更好的解决方案。技术研发人员：李明伟,王梓鹤,王宇田,盛其虎,张启昭,任伯浩,耿敬,卫天娇,刘泽宁受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5